Magnifique, génial, surpuissant ! Voila un petit post dédié à Spectrum Lab, un logiciel à conseiller à tout les bidouilleurs radio et les possesseurs de récepteurs SDR.
Cela fait un petit bout de temps que j’utilisais Spectrum Lab pour mes comparatifs et mes captures d’écrans des bandes amateur mais je dois bien avouer que je le sous utilisait largement. Cependant, à force de le patouiller, j’ai finis par en apprendre un peu plus et dernièrement, je me suis penché plus sérieusement sur le logiciel et sa documentation.
Bien sur, il n’a pas que des aspects positifs, et il faut reconnaître que le programme est complexe et peu ergonomique. Le fait qu’il soit difficile à prendre en main est certainement du au large panel de possibilités qu’il offre.
Je ne me lancerais pas ici dans une description exhaustive des possibilités, mais je citerais juste quelques exemples d’applications et de cas concrets :
Grabber QRSS avec capture d’écran automatisée et calcul statistique (utilisation en mode direct ou IQ)
Pour les récepteurs SDR qui ont une fréquence fixe comme le Genesis G3020 (quartz) ou le SoftRock RXTX v6.3 (16 presets sur Si570), possibilité de décaler (via OSC numérique) la bande à une fréquence précise et de redirigé le signal dans un câble audio virtuel (VAC) pour utiliser des programmes comme WSPR qui ne savent pas fonctionner avec des récepteurs IQ.
Possibilité de filtrage FFT du signal avec des flancs très raides (élimination de QRM) et toute une panoplie de filtrage du signal.
Décodeur et encodeur pour quelques modes numériques / modulation (PSK, ASK, FSK, BPSK [ex : PSK31], QBSK…) et aussi de modes QRSS (CW QRSS, DFCW, CASTLE)
Analyseur spectral waterfall en CDF (Color Direction Finding)
Générateur de signaux complexes (exemple d’application : tests et mesures d’intermodulation)
Vue sur quelques boites de dialogue du logiciel Spectrum Lab
Pour conclure, ce logiciel un peu trop lourd et complexe pour du trafic ordinaire, mais pour de ce qui est des expérimentations et des essais, c’est un outil à découvrir absolument.
Il a tenu bon ! Mon modeste assemblage “récepteur SDR + antenne dipôle” à correctement fonctionné et il a rempli sa mission de 2 semaines. J’ai gardé un œil sur le système via la page QRSS de mon blog et j’ai vu passer quelques indicatifs. Les reports et captures d’écran sont consignés dans la page dédiée QRSS Reports.
Bien que la localisation géographique ou il était implanté n’était pas avantageuse, j’ai pu constater que ses performances n’avaient rien à envier aux grabber existant et consultables sur le Net (planches contacts sur la page Web i2NDT’s QRSS Knights – Grabber Compendium).
Parallèlement à la mise en ligne des images en temps réel, 8197 captures d’écran ont été stockés pour un volume total de 1.48 Go. Après coup, ces données semblent présenter peu d’intérêt, mais je les ai fait défiler à grande vitesse pour résumer ces 2 semaines en quelques minutes et cette animation m’a parue intéressante. A défaut d’expliquer quoi que ce soit concernant la propagation, cette animation illustre bien la non homogénéité du phénomène. Aussi, ce sont les signaux sous forme de courbes qui sont les plus intéressants (ex : multivibrateur astable). Ces signaux présentant peu d’information sont facilement repérables à l’œil et permettent de bien suivre les évolutions du phénomène.
Je mettrais prochainement sur le Net une vidéo d’un montage sur plusieurs jours afin de vous faire profiter de ce curieux sapin de noël :)
Pour le moment, je m’active à préparer le retour de mon grabber avec cette fois une configuration basse consommation (5 W). Je recycle mon Alix 3D3 en le couplant avec mon SoftRock RX v9. Ce mini PC pourra facilement tenir une semaine avec une batterie au plomb, et il est en plus doté d’une connectivité Wifi et filaire 100-baseT. Que demander de plus :)
En décamétrique, s’il y a un bande qui m’amuse particulièrement en ce moment, c’est celle du 30m. On n’y trouve pas mal d’expérimentations sur les modes numériques, les transmissions à très faible puissance (QRPP) ainsi que les émissions à basse vitesse (QRSS). Je trouve qu’elle fait un peu page de fréquence laboratoire pour techniciens éclairés :)
Concernant les pratiques que j’ai observé et parmi les amateurs qui utilisent cette bande, certains placent des balises QRSS basse puissance à tourner pendant quelques jours. Par rapport au cadre légal, cette bande ayant le statut secondaire, les utilisateurs primaires devraient avoir le droit de réclamer sa mise à disposition en demandant une cessation des émissions en cours. Lorsque c’est une petite balise qui délivre son message, je me doute que son propriétaire ne sera pas forcément la pour en prendre connaissance et l’arrêter… Bien entendu, ces balises de quelques centaines ou de quelques dizaines de milliwatts ne sont probablement pas perceptibles par la plupart des récepteurs (en mode non QRSS). Par ailleurs, les amateurs de microwatt et de QRSS ne sont pas légion et il est peu probable que cela dérange un jours quelqu’un, mais ma question légale reste entière et je me doute de la réponse.
Tout ceci pour dire que j’adore cette bande et que j’y ferais certainement mes premières émissions :)
Exemple de réception QRSS sur la bande des 30m. En haut, les émissions WSPR, au centre des balises QRSS en morse, le tout sur fond d’orage (lignes verticales homogènes) Le grabber temps réel est consultable ici.
Encore un week-end à bidouiller des antennes pour améliorer le Schmilblick. Mais on ne gagne pas à tout les coup. La dernière antenne n’a pas vraiment brillé. En revanche, elle m’a permit de faire des constatations intéressantes. Je ne dirais pas qu’elle m’a apprit beaucoup car ce sont juste des constatations d’une évidence même, mais il a fallu que j’ai le nez dessus pour m’en rendre compte :)
La dernière antenne cadre multispires, ici accordée pour la bande des 80m.
Concernant la constatation, j’ai noté que le niveau de bruit de l’antenne cadre était proportionnel à la longueur de fil. Les simples boucles ont donc un niveau de bruit très faible car la longueur est faible. Ma filaire avec ses 30 mètres ou mon antenne multispires ont un niveau de bruit bien plus important. Dit comme cela, ça parait évident :) Plus de longueur – niveau de réception plus élevé – y compris du bruit de fond.
Une petite illustration ci-dessous montrant cette nouvelle antenne cadre câblée pour la bande des 40m, avec respectivement 5 spires et 4 spires. Note : pour accorder l’antenne, je joue sur l’écartement des spires, ce qui modifie la capacité parasite de l’antenne et donc la fréquence d’accord.
Antenne cadre 5 spires puis la même antenne avec 4 spires pour la bande des 40m
On remarque ici un niveau de bruit légèrement supérieur avec un peu plus de fil (note : les deux réalisations sont bien accordées sur la même fréquence).
Cette nouvelle multispire n’est pas la meilleure de mes antennes cadre, loin de là même ! Elle arrive loin derrière ma boucle magnétique blindée réalisée avec du coax. Comparée à ma simple boucle en cuivre (tube de cuivre pour le sanitaire) elle ne donne pas de meilleur résultat. Pour obtenir un résultat optimum, il faudrait donc jouer et trouver le meilleur compromis entre le diamètre, le nombre de spires/ la longueur total de câble, la section du câble, le blindage/non blindage, l’ajout de capacité d’ajustement…
J’ai pas mal farfouillé dans la littérature présente sur Internet, et par rapport à mon expérience, je constate que les meilleures réalisations sont souvent les plus simples.
Le sonogramme suivant présente ma boucle de cuivre, suivie de la boucle double spires coax et en dernier, la nouvelle boucle, en version 4 spires pour la bande des 40 mètres. Il me faudrait 3 récepteurs pour comparer correctement les antenne (cf. synchro), la fluctuation de la propagation compliquant le truc.
Antenne simple loop en cuivre, puis loop 2 spires en coax et finalement la nouvelle antenne cadre 4 spires (bande des 40m)
Pour les 3 antennes, on reconnaît bien la bande des 40m, mais l’antenne loop en coax (au centre) à clairement une meilleure réception ! Pour ceux qui ne seraient pas convaincu, ici une autre capture d’écran avec Rocky (rocky réalise un ajustement rapport signal/bruit).
Bref, sur le coup là, pas d’antenne magique, mais quelques petits indices. Comme, mon antenne blindée en coax donne de très bon résultats et que c’est pour le moment la meilleure antenne compacte que j’ai réalisé, je vais la mettre dans la section –Antennes–. Il y a certainement mieux à faire, et je ne prétends pas réinventer le truc, mais j’aime bien trouver sur Internet des descriptifs de réalisations, et c’est toujours bon de partager des expérimentations et du savoir faire.
Pour finir, un petit rappel. Pour mes tests, mes antennes sont enfermées entre 4 murs, de bien 40 cm d’épaisseur. Alors avec une situation géographique avantageuse et à quelques mètres du sol, j’imagine bien qu’elles pourraient mieux s’exprimer.
La technologie CPL et les perturbations pouvant y être associées sont à l’évidence des sujets qui déchaînent les radio-amateurs. Récemment pris d’intérêt pour les ondes et après quelques simples observations, je dois bien avouer que je serais bien allé rejoindre leur camp, avec une attitude bien française qui consiste à commencer par râler. Mais combien de radio-amateurs ont effectivement fait des mesures sérieuses avant d’aller se plaindre ?
Je constate avec amusement que pour une fois, les rôles sont inversés. Habituellement, c’est le commun des mortels qui prend peur des grandes antennes des radio-amateurs et même si ces dernières n’ont pas servi depuis des années, elles deviennent responsable de tous les maux (parasites dans le radio réveil, sonnette qui fonctionne toute seule etc…). Les conflits les plus tenaces sont résolus par l’ANFR qui se déplace pour effectuer quelques mesures et mettre un peu de rigueur scientifique dans tout ceci. Et c’est ce dernier point que je retiens et que je trouve important. Pour avoir de la crédibilité, il faut des mesures concrètes et de la rigueur dans le protocole d’expérimentation/vérification.
Après quelques recherches sur Internet, j’ai trouvé pas mal d’informations contradictoires et des analyses douteuses. Aussi, ce week-end dernier, j’ai décidé de faire moi-même mes propres mesures et expérimentations.
Le point de départ à déjà été donné lors d’un précédent post intitulé “Le CPL, ça pique !!!“. Dans ce post, je montrais les effets d’un téléchargement sur la réception d’une émission radio de la BBC & DW. Cette émission était réalisée en mode DRM (Digital Radio Mondiale) et avait l’avantage d’être visuellement homogène sur l’analyseur spectral de mon récepteur. La réception était clairement hachurée dès lors que je démarrais le téléchargement d’un fichier sur Internet.
Dans certains topos trouvés sur le Net, j’ai aussi noté que les constructeurs d’adaptateurs CPL se devaient de préserver les bandes radio-amateur en équipant leur système de filtrage. A noter que mon précédent post concernait une émission sur 3.995MHz, une plage de fréquence non amateur (en France métropolitaine).
Une petite mise en garde avant d’entamer les mesures et analyses. Je dispose de moyens d’amateur, et je ne prétends nullement vouloir faire un travail de laboratoire d’analyse CEM. J’essaie d’avoir la plus grande rigueur possible et de créer des conditions de mesures reproductibles. Je le fais avant tout parce que ça m’amuse et que je trouve la radio-technique intéressante. Je ne cherche à convaincre personne, je publie simplement les résultats de mes petites expérimentations.
Nous y voilà, je vais commencer par détailler les relevés que j’ai réalisés avec mon récepteur en quadrature (le petit kit SoftRock RX v9). Pour les logiciels, j’utilise habituellement Spectrum Labs et Rocky mais c’est plutôt Spectrum Labs que je vais choisir ici car je me suis aperçu que Rocky dispose d’algorithmes de compensation et de filtrage des parasites. L’idéal pour se faire une idée serait bien sûr une vidéo. En bon lecteur de news et de blogs, j’aime bien lorsqu’il y a plus d’images et de vidéos que de texte. Ayant largement atteint mon quota de texte, j’ai préparé une petite vidéo :)
Dès le téléchargement lancé et le système CPL sollicité, on peut effectivement constater des perturbations importantes sur la réception de l’émission DRM. A noter que cette émission est en dehors des bandes amateurs. En revanche, pour la seconde partie concernant la bande amateur des 40 mètres, le téléchargement et l’utilisation du CPL n’a aucune influence sur la réception ! On peut donc en conclure une non homogénéité sur le spectre radio. Si filtrage sur les bandes radio-amateur il y a, alors il est –a priori– efficace dans mon cas, et pour cette dernière expérience.
Pour être complet, il faudrait que je réalise les mêmes tests sur toutes les bandes, mais j’ai autre chose en tête. Je vais pour la suite utiliser un analyseur de spectre large bande pour caractériser les perturbations. Pour finir, quelques points concernant cette vidéo et cette expérience. Je n’utilise qu’un seul réseau électrique, le récepteur est donc également branché sur le CPL. L’antenne utilisée est une antenne filaire d’un peu plus de 20 mètres.
Pour la seconde partie de mon expérimentation, j’ai utilisé un oscilloscope numérique PicoScope 5203 en mode analyseur de spectre afin de caractériser les signaux et les perturbations. Se pose la question des conditions de la mesure : quelle antenne, à quelle distance/localisation … N’ayant pas d’expérience sur les mesures CEM, j’ai procédé par tâtonnement pour voir ce que cela donnait. Pour ma première antenne, j’ai construit une boucle magnétique avec 5 spires de fil émaillé. Concernant la localisation, j’ai commencé par disposer ma boucle autour du boîtier. Bien entendu, ce n’est pas une configuration souhaitable et crédible, car mon antenne décamétrique n’est pas logée dans (ou contre) mon boîtier CPL. Cependant, cette configuration est intéressante car elle aura certainement tendance à amplifier les phénomènes, et une première caractérisation non quantitative sera ainsi plus facile à réaliser. Une seconde configuration plus réaliste à été de mettre la boucle à 1 mètre du boîtier. Il faut par ailleurs garder à l’esprit que ma boucle magnétique est finalement un circuit RLC accordé et qu’elle sera certainement plus sensible sur certaines plages de fréquences. J’ai donc refait tous mes tests avec une autre boucle (section de câble différente, diamètre de la boucle différent, nombre de spires différent). Idéalement, il faudrait une antenne professionnelle large bande adaptée à ces travaux, mais je fais avec mes modestes moyens (cf. paragraphe de mise en garde). Les photos des boucles utilisées sont disponibles ici et ici.
Concernant la plage de mesure, j’ai fais mes premiers essais jusqu’à 125 MHz, pour ensuite restreindre l’analyseur spectral à 30 MHz, car il n’y a pas grand chose à constater au dessus de 28 MHz. Mais commençons par le début, avant de chercher à faire apparaître une perturbation, il me faut tout d’abord un référentiel. En effet, pour pouvoir réaliser une comparaison, il faut une vue du spectre sans perturbation active, ne serait-ce que pour tester et vérifier mon matériel. Je m’attendais en toute logique à quelque chose d’assez plat, aux limites de ce que pouvait m’offrir mon analyseur, mais là, surprise, le spectrogramme n’est pas plat ! Il l’est bien lorsqu’il n’y a rien de connecté à la sonde (le matériel marche bien), mais dès que je connecte mon antenne, des pics apparaissent.
Mesure utilisant la boucle 2 spires posé à même le sol, sans téléchargement. Une autre mesure est disponible ici. Deux autres mesures avec la boucles 5 spires sont consultables ici et ici. A noter que la sensibilité est différente, à prendre en compte pour la suite.
Bon, voyons, des pics vers 6 MHz, de 7.2 à 7.4, de 9.4 à 9.8, de 11,6 à 11,9… Pour quelqu’un ayant parcouru quelque peu le spectre radiophonique, ces gammes de fréquences devraient rappeler quelque chose. Hummm, mon petit doigt me chuchote que je suis tout bêtement en train de recevoir des émissions de radiodiffusion :) Je pense même que le petit pic vers 3.99 MHz doit être l’émission DRM de la BBC & DW. Bref, pour ce référentiel, il faudra tenir compte de ces radios et ne pas coller ces réceptions sur le dos des perturbations générées par le CPL. En moyenne -65dB pour les plus gros pics, c’est déjà pas mal, mais comme nous allons nous focaliser sur les bandes amateurs, ces émissions non-amateur ne seront pas trop gênantes. Pour bien faire, il faudrait que mon installation (disons ma maison) soit dans une cage de faraday.
Passons aux choses intéressantes, l’images qui suit présente le spectre d’une perturbation une fois le téléchargement mis en route. A noter que ces perturbations apparaissent de manière très éphémère, sous la forme d’un burst. Lors de mon analyse avec mon récepteur radio, on pouvait avoir l’impression que l’émission était continue, mais l’analyseur de spectre dispose d’un rafraîchissement rapide et on peut se rendre compte que le phénomène n’est pas continu et constant.
Mesure utilisant la boucle 5 spires disposée autour du boîtier CPL, avec un téléchargement actif. Toujours pour la boucle 5 spires, deux autres mesures sont consultables ici et ici (celui au dessus sans les couleurs ici). Les mesures de la boucle 2 spires (toujours autours du boîtier) sont disponibles ici, ici et ici.Pour être complet, j’ai aussi fait des mesures avec les deux boucles sur le boîtier, sans téléchargement actif : 5 spires ici, ici et ici. 2 spires ici, ici et ici.
Cette mesure à été réalisée avec ma boucle magnétique de 5 spires entourant le boîtier CPL. Il ne faut donc pas tenir compte de la puissance du signal, mais cette vue est intéressante pour caractériser le phénomène. Et ici, on voit bien qu’il y a des découpes franches sur certaines bandes du spectre radio ! Ces découpes correspondent aux bandes radio-amateur.
Les portions visiblement filtrées étant :
en delà de 2MHz
3.40 – 4.08 MHz
5.28 – 5.49 MHz (non amateur)
6.92 – 7.22 MHz
10.03 – 10.25 MHz
13.98 – 14.38 MHz
20.92 – 21.55 MHz
24.80 -25.08 MHz (léger…)
au delà de 27.94 MHz
Il y a donc visiblement un effort pour préserver les bandes radio-amateur. Après l’aspect qualitatif, voyons à présent l’aspect quantitatif. Pour ceci, il nous faut une nouvelle mesure. Comme je l’ai déjà dit, mettre l’antenne autour du boîtier CPL n’est pas vraiment révélateur des perturbations que pourrait subir un récepteur décamétrique. Par ailleurs, l’électronique du boîtier peut rayonner de faibles émissions qui ne seraient pas véhiculées sur le réseau électrique, mais que je recevrais préférentiellement avec ma configuration d’antenne entourant le boîtier. Sans pousser la recherche trop loin, j’ai simplement mis mon antenne à 1 mètre du boîtier CPL. A cette distance, on peut se demander si je perçois plus les perturbations émises par le boîtier, ou par les câbles électriques qui sont dans le mur. Encore une fois, je n’ai pas été jusque là et je n’ai pas de réponse à ces questions. Je les laisse pour une prochaine expérimentation. Cependant, si je relève des niveaux bas en delà d’un certain seuil à cette distance, je pense que je pourrai considérer le système comme propre.
J’ai encore explosé mon quotas de blabla-vs-image, alors vite, une mesure !
Mesure utilisant la boucle 5 spires disposée à 1 mètre du boîtier CPL, avec un téléchargement actif. Toujours pour la boucle 5 spires, deux autres mesures sont consultables ici et ici. Les mesures de la boucle 2 spires sont consultables ici, ici et ici.
Les amateurs avertis n’auront pas manqué de remarquer que mon analyseur de spectre ne descend pas en dessous de -85dB. C’est important de le noter, car pour l’analyse des perturbations CPL, un seuil relevé à -85dB ne va pas signifier que le système crache des perturbations à -85dB, mais bien que mon système n’est pas capable d’analyser plus finement le phénomène. Aussi, un niveau à -85 dB peut tout aussi bien traduire une absence de perturbation.
Ce qu’il est intéressant de noter sur ce dernier relevé, c’est que pour la totalité des bandes amateur, le niveau se situe sous la barre des -85dB. A l’exception de la bande des 20 mètres, le niveau des bandes oscille globalement entre -85 et -95. Le niveau pour la bande des 20 mètres arrive à -85dB. La première conclusion que l’on pourrait tirer, c’est qu’il serait intéressant d’avoir du matériel plus performant, car avec ces mesures, si perturbation il y a, on ne peut pas la mettre clairement en évidence.
Voici à présent une vidéo qui illustre le phénomène. A noter que le système de capture a fonctionné à 15 fps, alors que le rafraîchissement de l’écran par le logiciel d’analyse était beaucoup plus élevé. Il y a donc des frames présentant des perturbations qui ont –sauté–. Par ailleurs, l’analyseur de spectre lui même fonctionne aussi par burst. Le port USB ne supportant pas le transfert 500 millions d’échantillons par seconde :) La visibilité du phénomène s’en trouve donc dégradée, la réalité étant plus proche que ce que l’on pouvait voir sur la première vidéo (récepteur radio).
La compréhension du système (ou de la méthode) de filtrage pourrait répondre à pas mal de questions. Aussi, j’ai démonté un de mes boîtiers CPL pour voir se qui se cachait dans la bête ! Je ne donne volontairement pas le nom du constructeur du boîtier CPL dans ce texte, mais si je le faisais, ce dernier ne devrait pas être inquiété car les conclusions qui se profilent sont plutôt positives. Par ailleurs, cela m’évite de faire de la pub (bonne ou mauvaise). Disons juste qu’il s’agit du plus gros constructeur de boîtier CPL européen et que la maison mère se situe en Allemagne. Voici quelques images des tripes de la bête :
Image du boitier CPL ouvert. D’autres photographies sont disponibles ici, ici et ici.
Ça se démonte facilement et la finition est plutôt propre. Je note que la fiche relais est munie d’un filtre passe-bas et elle évite donc la remontée des émissions du boîtier CPL dans les périphériques qui y sont connectés. Coté électronique numérique, on trouve un SoC (System on chip / tout intégré) similaire à ce que l’on pourrait voir sur les adaptateurs Wifi. Un peu de RAM, quelques régulateurs et un petit transformateur sur tore. Pas vraiment de gros système de filtrage avec des tonnes de bobinages comme on pourrait le voir dans un transceiver classique radio-amateur. Aussi, ceci m’invite à penser que le filtrage doit être numérique. Je ne me suis pas trop renseigné sur les principes de la technologie CPL, mais j’imagine qu’il y a au sein du SoC un DAC qui couvre au moins 60MHz. Aussi, il est donc facile de lui indiquer des plages à ne pas utiliser. Si c’est le cas, et si le système fonctionne avec Digital UpConverter, les perturbations sur les bandes amateur peuvent être rendues nulles, à condition que les composants derrière le DAC soient de qualité pour assurer une bonne linéarité de l’étage final.
Voici quelques références pour les amateurs de chipset :
Chipset principal : Intellon INT6300A0G
Quartz : 37.5MHz et 25MHz
Chip secondaire : IC+ IP101A LF
Standard : HCF4541, 74AC00, K829
Si ce constructeur Allemand préserve certaines bandes radio, j’imagine bien que ce n’est pas parce que le PDG est radio-amateur, mais bien parce qu’ils se doivent de respecter une norme. Cependant, les informations légales et techniques entourant le CPL domestique sont bien difficiles à trouver sur Internet.
Conclusion : Je ne vais pas vous livrer ici une belle conclusion (ça serait trop facile) mais seulement mon sentiment sur tout ceci. J’ai constaté avec un récepteur décamétrique relativement sensible que les bandes amateurs n’étaient pas affectées par l’utilisation du CPL. Un analyseur de spectre à confirmé le fait qu’un filtrage est bien réalisé pour ces bandes. L’adaptateur CPL testé de la firme allemande semble donc préserver le spectre des fréquences réservées aux radio-amateurs. Il serait toutefois dangereux de généraliser ces constatations à tous les constructeurs. Par ailleurs, il serait intéressant que ces quelques expérimentations soient reprises de façon plus poussée et réalisées/complétées par d’autres personnes, dans différentes conditions et avec différentes marques et modèles. Si vous êtes en possession d’adaptateurs CPL, je ne saurais que trop vous inviter à réaliser vous même des expérimentations et des mesures. La communauté des radio-amateurs étant relativement importante en France, on pourrait même imaginer qu’un groupe de travail creuse le sujet et publie les résultats obtenus, afin de veiller à la protection de leur partie du spectre radio. Après tout, l’ARRL s’est bien battue pour défendre la bande des 80 mètres !
Voila deux petites photos du montage ayant servi à la réception pour les précédents posts. Merci encore à WB5RVZ, a KB9YIG et à tout les contributeurs du projet SoftRock. Des heures d’amusement et de découverte pour un investissement minime.
Dans les quelques posts qui vont suivre, je vais essayer de décrire la conception et la réalisation des quelques antennes Wifi que j’ai déjà fabriqué.
Ma première étude concerne les antennes yagi, aussi appelé beam ou plus communément “antenne râteau”. C’est un modèle d’antenne directionnelle que tout le monde connaît et à déjà vu au moins une fois car il y en a tout un tas sur nos toits pour la réception analogique de la télévision.
J’ai cherché sur le net (Google est ton ami ?) et on trouve pas mal de descriptions de réalisations amateurs et de déassemblage d’antennes pro [1], [2], [3], [4], mais je n’ai pas réussi à faire la synthèse des règles à observer pour la construction de ces antennes. Selon les sources, on trouve des éléments contradictoires, sans pour autant qu’une ou l’autre configuration soit mauvaise.
J’ai aussi trouvé pas mal de programmes pour calculer des antennes yagi avec tout autant de paramètres codés en dur non expliqués. Le site de K7MEM propose une page en JavaScript très bien faite pour réaliser automatiquement ces calculs. Cependant, je ne peux me résoudre à appliquer les formule magique de DL6WU ou de l’ARRL (The ARRL Antenna Book). OK, je n’ai pas lu ce livre et des explications sont peut-êtres données, mais entre temps, j’ai trouvé un autre joujou vachement rigolo : la simulation numérique.
Certe résoudre un problème en brut-forçant toutes les possibilités n’est pas la méthode la plus élégante, mais la simulation numérique est en elle même intéressante et j’ai commencé par là. Couplé à une interface 3D cela permet également de rapidement comprendre les phénomènes électromagnétiques.
Après avoir essayé toute une tripotée de logiciels, j’ai retenu 4NEC2 (For NEC too). C’est une surcouche graphique pour le programme NEC fonctionnant en ligne de commande sous DOS. Dit comme ça, ça à pas l’air super, mais ce programme surclasse tout les autres dans la catégorie logiciel gratuit.
Voila quelques screenshots de la réalisation de mon premier prototype.
A noter que l’abaque de Smith est presque parfaite… pour une fréquence donnée… Sauf qu’un channel à une largeur de bande non nulle :) et que le spectre des 13 bandes Wifi s’étend globalement de 2.4G à 2.5G. Me voila donc bon pour recommencer mes petites simulations en tenant compte de ceci, et là, les résultats sont nettement mois spectaculaires. Les calculs, la réalisation et les tests prochainement !
Lors de ma dernière petite sortie pour expérimenter une réalisation perso d’une antenne yagi 17 éléments, j’en ai profité pour enregistrer et amasser un petit paquet d’informations.
Je me suis posé au parc de la Cure d’Air à Nancy. Petite note au passage, ce parc bien sympathique est appelé ainsi car, au début du siècle, les gens de Nancy venaient s’y oxygéner. Situé sur les hauteur de Nancy, le parc domine la ville et la vue est pas mal. Bref, zone dégagée, très bien pour mes tests ! (Je fais un panoramique à l’occaz’)
Après avoir balayé l’horizon pendant quelques minutes, je me suis retrouvé avec plus de 1100 points d’accès (PA) ! Certe j’utilise une antenne directionnelle disposant d’un gain de 15dBi (15 en théorie, mais je l’estime vers 12). Ceci dit, la densité de PA est impressionnante.
L’analyse des données collectées est intéressante et montre, ce n’est pas un scoop, que certains channels sont plus utilisés et plus saturés que d’autres.
On voit clairement que le 1, 6 et 11 sont les plus occupés. Donc pour améliorer les conditions radio et les taux de transfert, il suffirait de changer de channel pour en prendre un moins saturé, mais cela ne résout pas tout le problème. Il y a en effet un recoupement des différents channels Wifi.
This blog follows my radio experiments and my circuits design, focused on SDR technology. No rocket science promises here, just my errands in this domain. Hope you'll appreciate them.
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